無軸承磁通切換永磁電機(jī)分析與設(shè)計.pdf

1、集電機(jī)驅(qū)動和磁軸承懸浮功能于一體的無軸承電機(jī)具有無摩擦、無潤滑、使用壽命長等優(yōu)點，在飛輪儲能、航空航天、化工等領(lǐng)域具有很好的應(yīng)用前景。傳統(tǒng)轉(zhuǎn)子永磁型無軸承電機(jī)，永磁體置于轉(zhuǎn)子，高速運轉(zhuǎn)時需要考慮永磁體散熱和機(jī)械牢固性等問題。本文提出了三相12/10極和12/14極無軸承磁通切換永磁電機(jī)（Bearingless Flux-Switching Permanent Magnet電機(jī)，簡稱BFSPM電機(jī)），其電樞繞組、懸浮繞組和永磁體均置于定子

2、，轉(zhuǎn)子上既無繞組又無永磁體，冷卻條件好，適合高速運行，繼承了磁通切換永磁電機(jī)(Flux-Switching PermanentMagnet電機(jī)，簡稱FSPM電機(jī))功率密度高、繞組具有互補(bǔ)性和一致性等特點。本文深入研究了兩種結(jié)構(gòu)的BFSPM電機(jī)電磁性能，并完成12/10極結(jié)構(gòu)樣機(jī)的優(yōu)化設(shè)計和試制，搭建了基于TMS320F28335的BFSPM電機(jī)驅(qū)動控制系統(tǒng)硬件平臺。論文的主要研究內(nèi)容包括以下幾個方面:
　　(1)提出了三相12/1

3、0極和12/14極BFSPM電機(jī)，詳細(xì)分析了兩種電機(jī)結(jié)構(gòu)和徑向懸浮力產(chǎn)生原理;
　　(2)基于Ansoft參數(shù)化建模建立了BFSPM電機(jī)二維有限元模型，在此基礎(chǔ)上完成兩種不同結(jié)構(gòu)電機(jī)的性能比較，并進(jìn)一步分析12/10極電機(jī)結(jié)構(gòu)的靜態(tài)特性以及轉(zhuǎn)子偏心后的性能變化;
　　(3)深入研究了12/10極BFSPM電機(jī)分別在空載情況下、僅加載電樞電流以及僅加載懸浮電流情況下的鐵耗，計算了永磁體的渦流損耗和繞組銅耗;
　　(4)推